물1 상대속도 항상 양수로 구하기
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상대 속도는 관찰자가 본 대상의 속도이다. (대상 속도 - 관찰자 속도)
속도는 방향을 나타내는 벡터이다. 우리는 방향을 수식으로 표현하기 위해 부호를 설정한다.
따라서 상대 속도는 관찰자가 누구인지에 따라 방향이 달라질 수 있다.
또한, 두 물체가 어느 방향으로 이동하는지, 어떤 속력을 가졌는지에 따라 상대 속도가 달라질 수 있다.
이러한 특성 때문에 상대 속도를 구할 때 그 값이 양수인지 음수인지 판단하기 어려운 경우가 있다.
물리1 문제에서는 상대 속도가 크기로 주어지기 때문에 방향을 고려하는 경우 위와 같은 어려움을 겪게 된다.
그렇다면 상대 속도의 특성을 이용해 무조건 양의 값으로 나타내는 방법이 있다.
직선상에서 왼쪽을 -, 오른쪽을 +라고 방향을 정하자.
방향과 상관없이 숫자가 작은 경우 “절대적으로 작다.” 라고 정하자.
(Ex 5 >2 , 5>-2 )[오른쪽 3m/s > 왼쪽 8m/s] 왼쪽으로 8m/s 이동하는 것이 “절대적으로 작다.”
상대 속도가 무조건 양수인 경우는 속도가 절대적으로 작은 것을 관찰자라고 정하면 된다.
A는 왼쪽으로 3m/s, B는 오른쪽으로 2m/s로 이동한다.
A가 절대적으로 작으니 관찰자로 정하고, 상대 속도를 구하면
( 2 - (-3) = 5 )로 양수값을 구할 수 있다.
쉽게 구한다면 속도가 절대적으로 큰 것에서 작은 것을 빼면 구할 수 있다.
(이 방법은 상대속도 공식를 쉽게 잊게 되어 추천하지 않는다.)
이 방법은 상대 속도 자체를 구할 때도 좋지만,
두 물체의 속력과 운동 방향를 모르고, 절대적인 대소와 상대 속도만 알 경우 크게 빛이 난다.
(하나의 미지수와 상대속도를 빼거나 더해도 되지만, 이 방향이 헷갈릴 경우 유용 하다.)
위 문제에 이 방법을 이용해보자 ( 2010시행 9월 )
추가로 위에 방법을 그대로 이용해
두 물체가 충돌을 겪은 후라면 항상 왼쪽 물체가 속도가 절대적으로 작음을 이용하면 수월하다.
(두 물체가 반복적인 충돌인 경우는 제외)
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